什么是扇形摩擦系数?(the fanning friction factor?)

扇形摩擦系数是计算管道摩擦造成的压力损失的一个要素。它是管道粗糙度和液体流动中湍流水平的函数。这些因素可以通过实验确定,但更多情况下是从图表中提取的。这些数字是无量纲的,这意味着它们没有度量单位。...
An understanding of the Fanning friction factor is needed for movement of liquid in a long pipe, such as the oil is the Alaska oil pipeline.

扇形摩擦系数是计算管道摩擦造成的压力损失的一个要素。它是管道粗糙度和液体流动中湍流水平的函数。这些因素可以通过实验确定,但更多情况下是从图表中提取的。这些数字是无量纲的,这意味着它们没有度量单位。

由于管道内壁和移动液体之间的摩擦,流经管道的液体压力降低。泵或重力都必须提供能量来移动液体。在很长的管道中,由于摩擦损失产生的压降将非常大,以至于液体根本不会流动。阿拉斯加输油管道等管道需要中间泵站来增压。

在任何管道应用中,了解液体通过管道时发生的压力损失是至关重要的。这对于使用管道作为管流反应器的化学过程至关重要。用作反应器的管道会产生温度和压力易于控制的反应条件。反应停留时间和反应完成程度是管道长度的函数。

放热反应进行时会放出热量。为了保持等温条件和恒定的扇形摩擦系数,管道必须逆流冷却。吸热反应吸收热量,需要进行相反的处理。如果不保持等温条件,使用扇形摩擦系数的计算必须满足液体变热或变冷时发生的粘度和摩擦变化。

雷诺数是液体中湍流程度的无量纲测量。在雷诺数小于2000的层流中,液体以子弹状速度分布移动,几乎没有混合。最大流速出现在管道横截面的中心,是液体平均流量的两倍。雷诺数超过3000时,会发生完全混合的湍流。层流区和湍流区之间有一个薄的缓冲区,雷诺数在2000到3000之间。。

扇形摩擦系数可以通过测量管道上的压降来确定,管道直径足够大,可用于现场或工厂操作。通常,这些实验是在需要层流条件时进行的。更常见的是,扇形摩擦系数是从图表中读取的,因为大多数推流式反应器都在高雷诺数下运行。

通过测量确定管道内部表面的粗糙度。雷诺数由管道直径、流体粘度和压降计算得出。工程手册中提供了不同粗糙度管道的扇形摩擦系数与雷诺数的关系图。这些书还列出了各种材料的表面粗糙度表。

  • 发表于 2022-01-30 08:16
  • 阅读 ( 199 )
  • 分类:科学

你可能感兴趣的文章

滑行的(sliding)和滚动摩擦(rolling friction)的区别

滑行的(sliding)和滚动摩擦(rolling friction)的区别 滑动摩擦和滚动摩擦的关键区别在于,滑动摩擦可以被视为一种摩擦,而滚动摩擦不能被视为摩擦。然而,滚动摩擦常常被许多学生误解为一种摩擦。在分析滑动摩擦和滚动摩擦...

  • 发布于 2020-10-26 19:58
  • 阅读 ( 254 )

动摩擦(kinetic friction)和静摩擦(static friction)的区别

...摩擦分为静态摩擦和动态摩擦。   什么是动摩擦(kinetic friction)? 动摩擦力是两个相互接触的物体之间的阻力。这取决于接触面的类型。对于粗糙和干燥的表面,动摩擦较大,而对于潮湿和光滑的表面,动摩擦较小。 诱导运动...

  • 发布于 2021-06-25 06:35
  • 阅读 ( 446 )

静止的(static)和动摩擦(kinetic friction)的区别

...,而动摩擦作用于相对运动的表面。 什么是静摩擦(static friction)? 静摩擦力是作用在两个试图移动但不移动的表面之间的摩擦力。想想在桌子上放一块木头。如果你把一根绳子系在上面,用很小的力拉它,它就不会动了。因为...

  • 发布于 2021-06-27 03:53
  • 阅读 ( 176 )

滑行的(sliding)和滚动摩擦(rolling friction)的区别

...是由于表面变形引起的。 系数对外部因素的依赖性 滑动摩擦系数与外界因素的依赖性不强。它受表面纹理和少量温度的影响[3]。 滚动摩擦系数很大程度上取决于滚动物体的半径、物体下沉的深度和表面的韧性以及其他几个因素...

  • 发布于 2021-06-27 03:56
  • 阅读 ( 356 )

摩擦角(angle of friction)和休止角(angle of repose)的区别

...别 基本上,休止角和摩擦角是相同的,由两个表面之间摩擦系数的反切线给出。它们的区别在于描述它们的方式。 描述 摩擦角是物体刚开始沿表面运动时,法向反作用力与摩擦力和法向反作用力的合力之间的夹角。 休止角是...

  • 发布于 2021-06-27 05:53
  • 阅读 ( 828 )

摩擦(friction)和粘度(viscosity)的区别

...间的阻力,或固体和流体表面之间的阻力。 什么是摩擦(friction)? 摩擦力是一个术语,通常用来指抵抗相对运动的力。通常,当我们使用术语“摩擦力”时,我们指的是干摩擦。这是两个接触的固体表面相对移动或试图移动时发...

  • 发布于 2021-06-27 07:00
  • 阅读 ( 167 )

摩擦(friction)和剪切(shear)的区别

主要差异摩擦(main difference friction) vs. 剪切(shear) 摩擦和剪应力是汽车工程、机械工程、土木工程和流体力学等领域研究的两种现象。摩擦力是一种与两个相互接触的物体的相对运动(或运动趋势)相反的力。相反,剪切...

  • 发布于 2021-06-28 06:46
  • 阅读 ( 1104 )

什么是年金系数法?(the annuity factor method?)

...以下是一些关于年金系数法如何工作的背景资料,以及为什么在提前从退休账户提款之前使用该方法是一个好主意。。 ...

  • 发布于 2022-01-01 04:22
  • 阅读 ( 131 )

什么是摩擦性失业?(frictional unemployment?)

摩擦性失业是一种失业,即使在表现最好的经济体中也会自然而然地发生。事实上,...

  • 发布于 2022-01-01 11:04
  • 阅读 ( 288 )

什么是摩擦驱动?(a friction drive?)

摩擦传动是一种简单的机械传动装置,其中大型主传动轮的端面与较小的辅助轮或圆...

  • 发布于 2022-01-06 10:16
  • 阅读 ( 155 )